Łożysko oporowe wału: (Aquadrive, Python drive) w wersji "zrób to sam"

Korzystając z zimowego okresu kiedy każdy z nas jest przed sezonem, kiedy rozważa się wszelkie mozliwe remonty, być może budowę jachtu, chciałbym napisać kilka słów o łożyskowaniu wzdłużnym wału napędowego jachtu. Normalnie przeniesieniem siły wzdłużnej zajmuje się łożysko oporowe w przekładni (thrust bearing). Jest to jeden z głównnych powodów, dlaczego nie możemy jako przekładni zastosować skrzyni biegów samochodowej, choćbyśmy marynizowali silnik samochodowy. Doskonale znane są również w Polsce rozwiązania Aquadrive i Python drive.

System Aqua Drive, ilustracja ze strony producenta

Wady?? wadą jest chyba tylko koszt takiego rozwiązania. Zalety zastosowania łożyskowania wzdłużnego są nie do przecenienia. Prze dwszystkim odciążamy przekładnie główną. Ponieważ odciążony jest wał, możemy w takim przypadku zastosować dłuższy wał, bez niebezpieczeństwa wyboczenia go. W istniejących napędach jest to jedno potencjalne źródło drgań mniej. Ponieważ przekładnia nie musi już odbierać siły osiowej, sam silnik możemy posadowić na zupełnie miękkich podporach. Rozwiązanie takie zapewnia ciszę skutecznie eliminując drgania pochodzące od napędu. Ma to szczególne znaczenie w jachtach stalowych. Każde z tych rozwiązań, również moje opiera się na tym, że samo łożysko jest przymocowane do kadłuba za pomocą gumowych podkładek, co skutecznie eliminuje przenoszenie drgań na kadłub.

Cała idea zawiera jeszcze element przegubu homokinetycznego (podobnego jak przy półosiach w samochodach) W ten sposób łożysko, nie dość, że odbiera siłę osiową, to jeszcze pozwala na poprowadzenie napędu pod kątem. Wspomniane przeze mnie systemy Aqua drive i Python drive oparte są na łożyskach kulkowych. Dość długo szukałem odpowiedniego łożyska do zastosowania w moim alternatywnym systemie. Znalazłem w katalogu INA FAG, Jest to złozysko z ZARF. Wygląda ono tak:

A tutaj można zobaczyć jak wygląda model 3D, wirtualnie pooglądać z każdej strony i ewentualnie pobrać plik w formacie CAD do celów projektowych (2D i 3D). Dość dużym ułatwieniem jest fakt, że na stronie producenta łożysk znajdują się narzędzia on-line, którymi możemy szybko policzyć choćby żywotność naszego łożyska. Ze stron producentów łożysk, można pobrać pliki CAD do celów projektowych, zarówno 2D jaki i 3D. Podejrzewam, że na stronach innych producentów takie lozyska rownież się znajdują.




Wybrane przeze mnie łożysko jest wałeczkowe. Rozwiązanie takie daje mniejsze naciski powierzchniowe, niż w przypadku łożysk kulkowych, co niesie znaczne zwiększenie nośności.

Nasze łożysko mało tego, że jest wałeczkowe, ono jest potrójnie wałeczkowe. Każda z serii wałeczków przenosi obciążenie w innym kierunku. Jest to wybitnie zwarta i silna konstrukcja łożyska. Kiedy na nie spojrzałem pierwszy raz, od razu pomyslałem -jakby od tego było. Nie znam jeszcze ceny tego łozyska, ale napewno jest niższa, niż cena kompletnego systemu. Mój system łozyskowania wzdłużnego powstał na potrzeby projektowanego przeze mnie jachtu "Wildstrem", w którym była konieczność zastosowania dość długiej linii wału. Niebawem przewiduję polską prezentację jachtu Wildstrem, pierwsze szkice były już prezentowane w USA i z recenzji jestem bardzo zadowolony. Zamieszczone ilustracje pochodzą z modelu tego właśnie jachtu.

Ponieważ pochylenia lini wału są bardzo nieznaczne, postanowiłem zastosować zamiast przegubów homokinetycznych wały kardana pochodzące ze szwedzkiej firmy Norden Cardan AB. Ale oczywiście mozna zastosować wały innej firmy. Projektując starałem się wykonać cały system łożyskowania wzdłużnego opierając się o elementy znormalizowane. W budowie całości naszego systemu musimy wytoczyć jedną tuleję, będącą obudową naszego łożyska, wytoczyć wałek pośredni i wyciąć laserowo kilka elementów.

Następnie tuleję i wycięte laserowo elementy pospawać. Produkcyjne, handlowe systemy są oparte o odlewy, ale spawany korpus naszego systemu spokojnie spelni oczekiwania. (Korpusy przekładni, reduktorów, tez występują w przyrodzie w wersji spawanej)

Łożysko wzdłużne - rozbicie

Pomalowany proszkowo korpus napewno będzie estetyczny i będzie miał dużą odporność korozyjną.

Plusem jest znaczna żywotność zastosowanego łożyska i jego dostępność jako części zapasowej.

Szeroka gama oferowanych łożysk tej serii pozwala konstruować systemy do najróżniejszych mocy napędu.

Mój system zaprojektowany jest dla silnika 50 koni mechanicznych, ale spokojnie mogę policzyć każdy inny.

Nie nalezy się obawiać, że to wersja zrób to sam. W projektach amerykańskich, proste rozwiązania (moim zdaniem najlepsze są proste) stosowane są nader często. Systemy łożyskowania wzdłużnego polecane są przez swego rodzaju guru tej tematyki Dave'a Gerr'a w książce Boat Mechanical Systems Handbook: How to Design, Install, and Recognize Proper Systems in Boats. Książka naprawdę godna polecenia, opisująca w zwykły sposób, bez udziwnień, jak policzyć i budować poszczególne systemy mechaniczne jachtu.